高压下的铁同位素分馏--核幔相互作用与岩浆海结晶过程的探讨

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铁是地球上最丰富的元素之一,研究地球的起源离不开对铁同位素的化学分析。我们采用核共振非弹性X射线散射技术结合高压金刚石对顶砧技术,研究了铁同位素高压下在各个下地幔矿物相之间的分馏。结果显示含铁方镁石的力常数主要受铁自旋状态控制,低自旋态极大的增强了铁的键强;布里奇曼石的力常数主要受晶格畸变控制,在40-60GPa处有一软化。在核幔边界处,含铁方镁石的铁同位素组成δ56Fe相对铁合金和布里奇曼石偏重0.15‰和0.12‰。进一步的模型模拟发现,核幔相互作用和岩浆海结晶过程对铁同位素的分馏很有限,这两个过程不能解释洋中脊玄武岩偏重的铁同位素组成。
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